牽拉運動的健康益處及機制研究進展①

張佳佳，奚婧，王麗，張慶

1.蘇州大學醫(yī)學部護理學院，江蘇蘇州市215006；2.蘇州大學體育學院，江蘇蘇州市215021

牽拉運動是指將肌肉緩慢牽拉至特定位置，并保持一定時間的運動方式。廣義來講，牽拉運動分為靜態(tài)牽拉、動態(tài)牽拉和收縮前牽拉。細分來講，靜態(tài)牽拉分為主動牽拉(自我牽拉)和被動牽拉(他人牽拉)；動態(tài)牽拉分為主動牽拉和彈震牽拉；收縮前牽拉分為本體感覺神經肌肉促進(proprioceptive neuromuscular facilitation,PNF)技術及其他技術[1]。

牽拉運動作為一種低強度的運動形式，多用于體育準備活動以及骨關節(jié)疾病患者的康復鍛煉，其方向為沿著關節(jié)長軸或與關節(jié)力線一致，在臨床工作中也多用于糾正或重塑關節(jié)正常的力線。通過全面系統(tǒng)的文獻查閱，筆者發(fā)現(xiàn)在國外的研究中，牽拉運動對呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、運動系統(tǒng)和神經系統(tǒng)的作用均有涉及。而國內此方面研究較為局限和單一，多集中于牽拉運動對骨、關節(jié)和肌肉作用的研究，對其他系統(tǒng)則關注很少。

本綜述針對牽拉運動對多系統(tǒng)的作用進行總結梳理，期望為今后更好地開展牽拉運動的相關研究提供參考。

1 牽拉運動對運動系統(tǒng)的作用

牽拉運動對機體影響的研究始于運動系統(tǒng)。牽拉運動對運動系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)為改善關節(jié)活動度(range of motion,ROM)、減輕肌肉肌腱僵硬和延長肌肉肌腱長度。牽拉運動的不同類型、時間和強度對以上方面的改善效果各有異同。另外牽拉運動對平衡功能也有改善作用。目前對這一系統(tǒng)的研究較為豐富，也日益臻于完善和成熟。

1.1 改善ROM

關節(jié)腔內粘連、關節(jié)周圍肌肉肌腱韌帶攣縮變硬會導致關節(jié)活動受限。牽拉運動對關節(jié)的作用主要為改善ROM，機制為其可恢復關節(jié)面滑動，增加關節(jié)周圍軟組織靈活性[2]。目前的研究表明，在肩關節(jié)[2]、髖關節(jié)[3]、膝關節(jié)[4]和踝關節(jié)[5]等都有研究，且都證明效果明顯。然而，不同的牽拉類型產生的效果存在差異，且結論不一。靜態(tài)牽拉和動態(tài)牽拉哪種更優(yōu)爭議較大，但大多認為動態(tài)牽拉優(yōu)于靜態(tài)牽拉[6]，可能與動態(tài)牽拉力度較大、牽拉部位等有關。踝關節(jié)靜態(tài)牽拉優(yōu)于PNF技術[7]，而髖關節(jié)PNF技術優(yōu)于靜態(tài)牽拉[8]，因此，可依此根據關節(jié)部位選擇適宜的牽拉方式。

許多研究探討改善ROM的最佳牽拉時間。嘗試性的探索研究發(fā)現(xiàn)，15 s的牽拉優(yōu)于5 s的牽拉[9]，60 s優(yōu)于120 s和30 s[10]。然而，Bandy等[11]的研究結果表明，30 s對于改善ROM效果更佳，牽拉持續(xù)時間從30 s增加到60 s時，未發(fā)現(xiàn)ROM進一步增加。目前，對最有效的牽拉時間說法不一，未來還需要更多的研究來明確[6]。

相對于牽拉時間來說，牽拉強度的研究較少，可能的原因是持續(xù)時間更容易量化和控制[12]。牽拉強度對ROM影響的研究結果存在不一致。有研究認為在80%、100%和120%的強度下，靜態(tài)牽拉的強度越大，越能有效地增加ROM[13]。也有研究發(fā)現(xiàn)，低強度牽拉運動對髖關節(jié)ROM的積極影響大于中等強度的靜態(tài)牽拉[14]。

1.2 降低肌肉肌腱僵硬度

長期保持同一姿勢會使肌肉肌腱緊張、發(fā)生攣縮，而牽拉運動可降低肌肉肌腱緊張度、使攣縮的肌肉肌腱松弛，增加柔韌性。牽拉使得肌肉肌腱單元(muscle-tendon unit,MTU)硬度下降，其中肌肉硬度下降程度高于肌腱，這歸因于最接近肌肉肌腱連接(myotendinousjunction,MTJ)的肌肉順應性增加[15]。有研究表明，靜態(tài)牽拉后肌肉僵硬度下降而肌腱僵硬度無變化，此變化與持續(xù)時間有關。靜態(tài)牽拉持續(xù)時間從60 s到120 s會影響肌肉組織，而連續(xù)的靜態(tài)牽拉超過10 min也會影響肌腱組織性質，因為松弛的肌肉比肌腱順應性更大[7]。PNF技術所引起的變化與之類似[7]。PNF技術改善肌肉和肌腱僵硬的作用均強于靜態(tài)牽拉，因為PNF牽拉施加的強度負荷高于靜態(tài)牽拉[16]。在80%、100%和120%的強度下，靜態(tài)牽拉的強度越大，越能有效地降低肌肉僵硬[13]。

1.3 增加肌肉肌腱長度

牽拉運動以拉伸的方式引起MTJ位移，引起肌肉長度增加[15]或延長肌腱[17]，也與肌腱黏度降低彈性增加[18]、牽拉耐受性增加有關。單次急性動態(tài)牽拉延長肌腱對肌束無影響[15]。靜態(tài)牽拉、彈震牽拉和PNF技術對肌束長度無顯著性影響[7]，可能與牽拉強度不足有關。牽拉強度對肌束長度影響較大，一研究發(fā)現(xiàn)靜態(tài)牽拉，尤其是高強度下的靜態(tài)牽拉，可顯著延長肌束長度[19]。

此外，牽拉速度不同，產生的效果也有所差異?？焖贍坷哂写碳ば?，肌肉的快速被動牽拉通過促進運動神經元池誘導牽拉反射[20]。Fletcher[21]研究發(fā)現(xiàn)，快速動態(tài)牽拉比慢速牽拉可獲得更高的跳躍性能，快速動態(tài)牽拉造成的性能提高與更大的神經系統(tǒng)激活程度有關，表現(xiàn)為肌電圖的顯著變化?？傊?，快速動態(tài)拉伸似乎可以讓運動員為更優(yōu)的表現(xiàn)做好準備。

而長時間的快速牽拉則會產生反效應。Avela等[22]在重復快速被動肌肉牽拉1 h后，顯示牽拉反射峰間振幅明顯降低(84.8%)。這種減少與肌肉被動抗拉伸力的顯著降低、肌肉牽拉后反射敏感性降低有關。相比之下，使用慢速[23-24]更可能顯示負面影響。性能降低的機制與力學和神經學有關。從神經學的角度來看，牽拉可能通過抑制牽拉-縮短過程中離心收縮誘發(fā)的肌電增強而引起神經抑制，這是向心收縮啟動肌肉激活的原因。這些機械和神經機制可能導致每個牽拉-縮短循環(huán)中離心-向心收縮階段肌肉性能的下降[23]。

1.4 改善平衡功能

平衡是指身體不論處在何種位置都能保持最大程度穩(wěn)定的姿態(tài)，并在運動或受到外力作用時自動調整并維持姿勢的功能。肌肉骨骼系統(tǒng)的正常功能對平衡維持是必不可少的。對平衡功能的影響機制可能與傳入肢體肌肉反應(本體感覺)和MTU的變化有關。在梭內(包括牽張受體)肌纖維的功能中，高爾基腱器官和其他的本體感受器協(xié)助維持平衡以及感受身體在空間的位置(本體感受)。牽拉運動可以改變MTU長度、肌纖維硬度、力輸出和肌肉活化等方面，從而影響整體平衡和穩(wěn)定性以及肢體本體感受性[25]。國外關于牽拉運動對平衡的研究較少，且多針對健康人，多項研究發(fā)現(xiàn)，單次[26-27]和長期[28]的牽拉運動對平衡功能具有改善作用。Palmer等[26]在對11例健康老年男性進行4組15 s直腿抬高靜態(tài)牽拉后，觀察到姿勢平衡有效改善的即時效應。在單次時間效應比較上，15 s的牽拉運動對年輕健康女性平衡功能改善的即時效應優(yōu)于45 s的牽拉運動[27]。然而，也有部分研究未能發(fā)現(xiàn)類似改變。Han等[29]發(fā)現(xiàn)，5 min跖屈肌靜態(tài)牽拉未能顯著改變健康老年人平衡能力，牽拉部位、范圍和強度較局限可能是導致陰性結果的原因。此外，有研究表明兩種不同的牽拉類型(靜態(tài)牽拉和PNF牽拉技術)均未對平衡產生顯著影響[30]，這可能與牽拉頻率和持續(xù)時間不足或測試時未閉眼有關。

2 牽拉運動對循環(huán)系統(tǒng)的作用

2.1 改變血流和氧合狀態(tài)

牽拉運動的動態(tài)變化會引起血液流動和微血管組織氧合的局部變化。Trajano等[31]比較了連續(xù)性牽拉和間歇性牽拉的效果，發(fā)現(xiàn)前者會引起氧合血紅蛋白濃度更大程度的降低，表明與間歇性牽拉相比，連續(xù)性牽拉造成更加明顯的缺血環(huán)境。McCully[32]研究發(fā)現(xiàn)，腓腸肌被動牽拉導致平均氧飽和度下降。Otsuki等[33]探討了這一效果在性別間的差異，發(fā)現(xiàn)牽拉引起的肌肉血容量和氧合減少現(xiàn)象在男性更為顯著。

2.2 增強血管內皮細胞功能

血管內皮細胞作為血管的滲透屏障，分泌多種活性物質，參與調節(jié)血管張力、血栓形成以及機體多種免疫和炎癥反應，是維持心血管系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的基本條件。隨著年齡增長和病理因素刺激增加，內皮細胞功能障礙增加，心血管疾病風險隨之增加。內皮功能通過反應性充血外周動脈張力測定法(reactive hyperemia peripheral arterial tonometry,RH-PAT)測得，血管內皮舒張功能增強情況下，增加的血容量越多，內皮功能越好。

目前針對牽拉運動對內皮功能的急性和長期效應均有研究。在急性效果的研究中，Hotta等[34]對32例急性心肌梗死患者進行單次15 min的牽拉后測得RH-PAT升高，可能原因為牽拉激活Ca2+通道，導致流入血管內皮細胞的Ca2+增多，使Ca2+依賴的NO生成增加，從而增強血管舒張功能。在長期效果的研究中，Kato等[35]對50例久坐的慢性心衰患者進行4周的牽拉運動后，RH-PAT升高；Shinno等[36]對絕經前婦女進行6個月的靜態(tài)牽拉干預，在干預3個月和6個月后檢測均發(fā)現(xiàn)RH-PAT升高，而在6個月去訓練后再次檢測發(fā)現(xiàn)RH-PAT恢復至干預前水平?？赡茉驗闋坷\動引起充血反應以及多次重復牽拉引起缺血再灌注循環(huán)從而影響內皮細胞，長期重復牽拉運動可能會通過內皮細胞重塑從而改善內皮功能[37]。

2.3 改善動脈硬化

動脈硬化與心血管疾病風險密切相關。脈搏波速度(pulse wave velocity,PWV)常被用作動脈硬化的檢測指標，包括肱踝脈搏波傳導速度(brachial-to-ankle PWV,baPWV，全身動脈硬化度的指標)、頸股脈搏波傳導速度(carotid-to-femoral PWV,cfPWV，中央動脈硬化度的指標)和股踝脈搏波傳導速度(femoral-to-ankle PWV,faPWV，外周動脈硬化程度的指標)。在單次牽拉運動效果的研究中，Yamato等[38]對26例健康年輕男性進行40 min靜態(tài)牽拉運動，牽拉運動結束后即刻、15 min和30 min，faPWV和baPWV均降低，所有PWV值在60 min內恢復到基線水平，cfPWV在每個時間點的變化無統(tǒng)計學意義。在長期效應方面，總的來說，4周[39]、8周[40]和6個月[36]的牽拉運動都使baPWV下降，然而8周牽拉運動并沒有改變主動脈PWV和faPWV，而baPWV雖趨向于減少但非顯著。Shinno等[36]研究中經過6個月去訓練后，baPWV恢復至干預前水平。因此，牽拉運動雖改善動脈硬化，但持續(xù)時間還有待明確。

此外，牽拉運動改善動脈硬化的機制仍不確定。一種可能性為牽拉運動引起交感神經系統(tǒng)活動減少，進而靜脈擴張壓力降低，導致動脈硬化減少。另一種可能性與其作為一種機械刺激會引起外周動脈擴張有關[37]。

2.4 對血壓的影響

在牽拉運動對血壓的作用效果方面，目前的研究結果并不一致。有研究發(fā)現(xiàn)牽拉運動可以產生降低血壓效應，而另一部分研究發(fā)現(xiàn)牽拉運動并未能顯著降低血壓。Bahadoran等[41]發(fā)現(xiàn)20周牽拉運動可以顯著改善妊娠期高血壓，Wong等[40]研究發(fā)現(xiàn)8周牽拉運動可以降低肥胖絕經后婦女的血壓水平，其機制主要為交感神經活動的減少引起血管擴張，壓力下降。

然而，Cortez-Cooper等[42]在12例中年男性和女性中進行的13周牽拉運動后發(fā)現(xiàn)血壓變化無顯著性差異。Hotta等[34]對32例急性心肌梗死患者進行單次15 min全身牽拉后血壓變化無統(tǒng)計學意義，考慮該牽拉未造成過度的心血管反應，而且該研究受試者心血管受損導致血壓變化不明顯可能也是原因之一。

3 牽拉運動對神經系統(tǒng)的作用

牽拉運動具有調節(jié)自主神經系統(tǒng)功能的作用，這一作用可以通過血壓、心率以及心率變異性(heart rate variability,HRV)的變化來體現(xiàn)[37]。牽拉過程中[43]機械感受器受到肌肉牽拉刺激時引起副交感神經系統(tǒng)活動減少和交感神經系統(tǒng)活動增加，從而導致血壓和心率升高。而牽拉運動結束后則與之相反，表現(xiàn)為心率和血壓下降[40]以及HRV升高[44]。

4 牽拉運動對內分泌系統(tǒng)的作用

4.1 調節(jié)糖代謝

牽拉運動可以影響血糖水平和糖代謝過程。在牽拉對血糖水平的急性調節(jié)作用方面，Nelson等[45]的研究通過對22例2型糖尿病患者進行40 min的被動靜態(tài)牽拉發(fā)現(xiàn)，牽拉持續(xù)至20 min和40 min時均測得血糖水平顯著降低。長期效應方面，Park等[46]對8例2型糖尿病患者進行8周的被動靜態(tài)牽拉干預，結果發(fā)現(xiàn)，與不運動的對照組比較，被動靜態(tài)牽拉組糖化血紅蛋白水平顯著降低。有研究比較了牽拉運動與其他運動方式調節(jié)血糖水平的效果，其中牽拉運動和抗阻運動效果相似[47]，恢復性瑜伽(由瑜伽專家小組制定，包括向前和向后彎曲，扭動、倒立、斜倚的姿勢，放松)對血糖降低的效果較牽拉運動(由物理治療師和瑜伽專家共同制定，全身牽拉)更加顯著[48]。

牽拉運動降低血糖水平的機制可能與以下幾方面有關：牽拉運動能增加肌肉的熱量消耗和耗氧量，從而導致肌肉的代謝活動增加；牽拉運動誘導一氧化氮水平增加，促進血液中葡萄糖進入肌細胞[49]；牽拉運動導致肌肉缺血，從而促進更多葡萄糖轉運體4(glucose trans-porter-4,GLUT-4)進入肌膜攝取葡萄糖；牽拉運動還可以激活絲裂原活化蛋白激酶和蛋白激酶B，刺激肌肉細胞對葡萄糖的攝取[50]。

4.2 調節(jié)皮質醇水平

皮質醇也叫氫化可的松，屬于腎上腺分泌的一種激素。Corey等[51]對恢復性瑜伽組(n=72)和牽拉運動組(n=64)共136例代謝綜合征患者進行6個月干預后檢測皮質醇水平，結果發(fā)現(xiàn)，牽拉組皮質醇水平下降程度比恢復性瑜伽組顯著(與假設相反)，解釋可能原因為：①恢復性瑜伽組基線水平的體質量指數(body mass index,BMI)值較高，這種生理因素特點可能與該組改善程度較低有關；②牽拉運動組的患者間相互交流較恢復性瑜伽組多，而研究表明較高的社會支持質量與低水平的皮質醇濃度有關[52](恢復性瑜伽組和牽拉運動組干預方法中最主要的區(qū)別在于前者采用仰臥和倒立體位，后者采用直立和坐位)。該研究雖將牽拉運動作為對照組，但結果卻發(fā)現(xiàn)牽拉運動對皮質醇水平有顯著的降低作用。

5 牽拉運動對呼吸系統(tǒng)的作用

牽拉運動對呼吸系統(tǒng)的研究較少。在已有的研究中，多數發(fā)現(xiàn)單純或聯(lián)合的牽拉運動可以改善呼吸或通氣功能。目前認為，牽拉運動通過肌肉變形和結構調整的機制增加組織的延展性，它使軟組織的延展性增加，進而使胸部肌肉緊張度下降，這有利于胸部擴張，從而為呼吸力學的表現(xiàn)提供益處。研究表明，短期和長期的牽拉都有利于改善呼吸，例如，de Sa等[53]和Rattes等[54]的研究發(fā)現(xiàn)分別對慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者和偏癱患者進行20 min單純的胸廓牽拉運動可以改善患者的呼吸；Hwangbo等[55]和Wada等[56]分別對受試者進行6周胸廓牽拉和12周胸廓聯(lián)合四肢牽拉運動后發(fā)現(xiàn)肺功能指標顯著改善。

以上幾項研究都證明牽拉運動有利于改善呼吸，然而，也有極個別研究并未發(fā)現(xiàn)牽拉運動對呼吸系統(tǒng)功能的改善作用。Wang[57]針對1例73歲有胸椎后凸的COPD患者進行每次30 min，每周3天，持續(xù)8周的關節(jié)活動和牽拉運動并沒有引起患者呼吸功能的顯著變化?；颊吣挲g、BMI和病程等因素可能是導致本結果與其他研究結果不一致的原因。

6 牽拉運動對消化系統(tǒng)的作用

有研究表明，整骨療法(全身骨關節(jié)和軟組織的手法調整，其中涉及手法牽拉)有助于緩解痙攣狀態(tài)下的腦癱患兒便秘[58]。針對牽拉運動在改善便秘方面的作用，其機制被認為是牽拉運動通過激活副交感神經而增強內臟運動，腸蠕動增加，同時減少肌肉痙攣，增加活動，從而緩解便秘。

有研究發(fā)現(xiàn)[59]，每天進行至少1次5組四肢重復牽拉和2組軀干牽拉，持續(xù)6周后，腦癱患兒痙攣水平下降，排便頻率增加，便秘程度顯著降低。

7 牽拉運動對疼痛的作用

已有研究表明，牽拉運動可以有效減輕疼痛，如甲狀腺術后的頸部疼痛[60]、慢性頸痛[61-62]、肩痛[63]、腰背痛[64]、纖維肌痛[65]和足跟痛[66]等。此外，牽拉運動對于運動損傷引起的疼痛也有改善作用，在針對單側腿筋受傷的舞蹈演員的研究中發(fā)現(xiàn)，8周的牽拉性康復治療可有效減輕疼痛程度[67]。

牽拉運動改善以上慢性疼痛或運動損傷疼痛的機制與牽拉運動可以放松周圍肌肉，減輕肌肉痙攣有關[64]。也有研究發(fā)現(xiàn)牽拉運動有助于緩解女性痛經問題[68-69]，但其機制尚待進一步確定。

8 牽拉運動對情緒心理的調節(jié)作用

抑郁癥是一種情緒障礙，以顯著而持久的心境低落為主要臨床特征。運動可能有助于減輕抑郁癥狀[70]，但目前沒有足夠的證據支持這一理論。Kai等[71]對20例更年期女性進行每晚睡前10 min的牽拉運動干預，結果發(fā)現(xiàn)其自我評定抑郁量表得分顯著降低。這一效果可能與自主神經系統(tǒng)的變化有關，有研究表明日常牽拉可以對自主神經系統(tǒng)產生慢性影響，表現(xiàn)為抑制交感神經活動，增加副交感神經活動[72]。在有睡眠障礙的情況下，睡前進行牽拉運動可能通過調節(jié)自主神經系統(tǒng)從而改善患者睡眠，并因此使得抑郁癥狀有所緩解。與有氧運動相比，二者均有利于減少抑郁，但中度有氧運動的抗抑郁作用強于牽拉運動[73]。

由于抑郁主觀性強，且易受社會支持等因素影響，因此干擾因素較多，這也是導致一些干預研究結論不一的原因，如Aiello等[74]和Krogh等[75]的研究中均發(fā)現(xiàn)牽拉運動無抗抑郁效果。

9 小結

綜上可以看出，牽拉運動對人體諸多系統(tǒng)的影響目前均有不同程度的研究涉及，且顯示出多方面的益處，如改善ROM、增加肌肉肌腱靈活性和柔韌性、改善平衡功能、增強血管內皮細胞功能、減輕動脈硬化、調節(jié)血壓、調節(jié)自主神經系統(tǒng)功能、降低血糖、改善呼吸、緩解便秘、減輕疼痛以及對于情緒心理的調控作用。

作為一種低強度的運動形式，牽拉運動有其獨特的優(yōu)勢，如不受場地限制、無需額外器材設施、操作簡便易學、能量消耗較低和受傷風險較低等。

目前，針對牽拉運動的效果還有很多不明確之處，仍需不斷探索，以便將這一運動形式更好地應用，促進人類健康。